疲劳裂纹损伤容限专用分析软件

起源于美国空军的损伤容限分析软件,基于断裂力学理论,拥有丰富的裂纹模型、迟滞模型和材料数据库。模拟高韧性材料部件的疲劳裂纹的扩展,预测裂纹剩余寿命,主要应用于航空航天、核容器和高铁,进行精准的安全可靠性设计,避免由于裂纹失控导致灾难性事故。

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AFGROW 软件

疲劳裂纹损伤容限专用分析软件
Introduction
起源于美国空军的损伤容限分析软件,基于断裂力学理论,拥有丰富的裂纹模型、迟滞模型和材料数据库。模拟高韧性材料部件的疲劳裂纹的扩展,预测裂纹剩余寿命,主要应用于航空航天、核容器和高铁,进行精准的安全可靠性设计,避免由于裂纹失控导致灾难性事故。

AFGROW 软件详情介绍

AFGROW是一款用于损伤容限分析的计算框架,可以很方便地进行裂纹萌生、裂纹扩展分析,并且预测金属结构的断裂寿命 。AFGROW (Air Force Grow), 最早由美国Air Force Research Laboratory研究开发;AutoCAE是AFGROW在中国的授权代理公司和技术服务公司。

图片2AFGROW 分析能力

  • 适用于任何经受疲劳载荷的裂纹扩展分析
  • 超过30种的裂纹几何模型
  • 多种材料模型
  • 在同一个部件内同时计算多条裂纹
  • 可基于有限元模型计算

几何模型(model)

标准的应力强度因子数据库提供超过30种的裂纹几何模型(包括针对多种工况的轴向载荷、弯曲载荷和轴承载荷)。 AFGROW提供高级的多裂纹功能,该功能能够分析板结构(包括孔效应)、非轴对称角裂孔以及连续损伤问题中的两条独立的裂纹。有限元解决方案可以分析双裂纹、非对称角裂孔和孔裂纹扩展。该功能能够处理一组连接孔的裂纹扩展问题。

材料模型(material)

AFGROW采用五种材料模型,确定在每个载荷循环下裂纹扩展量:

  • Walker-Equation
  • NASGRO-Equation (库:361种)
  • Harter-T Method(matfile.md3:12种)
  • Tabular lookup
  • Forman Equation²  超过600种不同材料(金属)
  • specimen

载荷/应力谱(spectrum)
最新的AFGROW的载荷谱模块已升级采用了XML格式的频谱数据,用户可以使用多通道的载荷谱进行分析,如 Axial、 Bending、Bearing多方向同时作用
采用直观的用户界面可以方便地编辑各种载荷谱

迟滞模型(Retardation)
AFGROW包含多种迟滞模型,用以处理弹塑性、裂纹闭合等复杂情况的影响:

Closure   |  FASTRAN  |  Hsu  |  Wheeler  |  Generalized  |  Willenborg

AFGROW在线材料数据库:

  • 总数据入口: 20240条
  • 来自于NASA 、AIR FORCE、NASA – Johnson Space Center 、Purdue Aging Aircraft Data、Additional NASA Data
  • 1229 个数据源、出版物
  • 11 种不同的属性类型
  • 超过600种不同材料(金属)

AFGROW软件其他功能:

  • 基于疲劳裂纹萌生模型的应变寿命
  • 对粘接修补结构的裂纹扩展分析功能
  • 用户定义的应力强度求解方案
  • 用户定义β系数(能够预测应力强度因子,而不需要与AFGROW数据库中应 力强度解决方案相匹配)
  • 残余应力分析功能。
  • K应力强度因子过滤器
  • 频谱计数
  • 能够自动将输出数据转换成Microsoft Excel
  • AFGROW 允许数据在Windows应用程序间(通过剪切和粘贴)转换
  • 标准的用户界面包括实时裂纹扩展动画、裂纹长度-循环次数曲线,裂纹扩展率相对所有数据曲线。
  • 英制和公制单位可实时切换。

AFGROW软件独特的能力:

相较于其他的疲劳裂纹扩展寿命预测软件, AFGROW有一些独特的特点和功能,简要说明如下:

  • 谱滤波功能

AFGROW的谱过滤功能允许独立地对拉伸值和压缩值进行调整,独立地考虑外部或内部的影响,以便考虑在拉伸和压缩载荷下不同的内部和外部效果。

AFGROW的谱过滤功能是由一个在裂纹的长度芳向的c方向上的函数实现的,也可以用AFGROW的新型嵌入式java脚本引擎填入。 

  • 应力强度滤波器

在应力强度(K)的计算中,通常提供了几何校正因子(β):

β= K /σ√πx)),                  其中X是感兴趣的裂纹长度

应力强度的过滤能力允许β值可以在拉伸和压缩所有加载工况(axial, bending, and bearing)中独立调节,这使得在拉伸和压缩的载荷谱应力中可以使用独立的β值。

应力强度的过滤功能由一个当前的裂纹长度的函数实现,也可以用AFGROW的最新的嵌入式java脚本引擎填入到表格当中.

 Kic

  • COM自动化编程接口

除了作为一个独立的应用程序、交互式的裂纹寿命分析工具,AFGROW也可以从任何Windows应用程序中使用COM接口的技术运行。此功能允许用户通过另一个应用程序给AFGROW传递数据,并使用AFGROW的所有的功能。最常见的应用之一便是使用MS ExcelAFGROW所需要的任何计算输入参数都可以从Excel中使用Excel VBA应用程序选项传递给AFGROW。这也允许用户编写代码来创建一个自动化的环境来控制AFGROW使用相应的数据。

AFGROWComponent Object Model manual手册中,包含了使用AFGROW COM 接口的方法和各种示例程序

 combiancheng

  • 应力强度因子模块插件

用户可以开发附加应力强度的求解方案添加到现有的AFGROW当中。这些求解方案可以与其他用户共享,也可以根据需要作为自己的专有模块。AFGROW有内置绘图工具,可以允许这些模块在执行过程中以动画的形式绘制出来,与本地AFGROW的所有其他求解方案一样。该模块必须编译为动态链接库(DLL)。

应力强度因子的插件功能与AFGROWCOM 功能一样,都是以交互的方式采用外部的应力强度求解器求解非常复杂的问题: 几何数据发送到一个第三方的有限元分析软件中,通过有限元计算之后,应力强度数据传回给AFGROW,以此增量为基础来预测裂纹寿命。 

  • 高级的多裂纹分析能力

AFGROW可以对多条裂纹的增长同时进行分析。对每一个裂纹尖端,AFGROW都视为一个单独的对象,AFGROW为每个对象独立完成所有的裂纹寿命预测操作。
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